Analyse et Simulation du Reforming Primaire (Four de l'Industrie d'Ammoniac)

Abstract

La thèse est structurée en quatre chapitres avec une introduction générale, une conclusion générale et bibliographie, des annexes. Dans le premier chapitre : présentation du complexe AOA tel que les principaux installations, superficie, localisation etc…Le point suivant seront discuté : La production d’ammoniac, processus ainsi que propriété physique et chimique.

Le deuxième chapitre, Réactions chimiques de reformage, équipements du reformage et la conception des fours de reformage. Une analyse concernant le fonctionnement des différents types de catalyseurs de reforming primaire déjà exploité au niveau de l'unité d'ammoniac AOA à Arzew (Algérie) depuis avril 2012.

Le troisième chapitre, Le but de ce calcul est d'opération qui affecte le rendement et la performance du reforming primaire d'une installation d'ammoniac. Il existe plusieurs paramètres influant sur le rendement du reforming primaire. Certains sont fixés et ne peuvent varier, tels que les compositions des matières premières (gaz naturel, air, vapeur d'eau), tandis que d'autres peuvent être modifié tels que la température du mélange réactionnel, la température de sortie des produits, la pression, le taux vapeur/carbone (V/C), la quantité de chaleur livrée au reformer, la hauteur du tube catalytique, la nature du catalyseur, le matériel de la paroi du tube, etc. Avant de présenter le modèle et construire l'organigramme de calcul, une recherche bibliographique concernant le reformage à la vapeur du gaz naturel (méthane) à l’intérieur de tubes rempli de catalyseur a été effectuée. En effet plusieurs chercheurs se sont intéressés à ce domaine Wagner et Froment, Dunn et al. etc. Dans le quatrième chapitre les résultats de la simulation ont été discutés. La variation de la quantité d'hydrogène produite, la composition du gaz reformé (pourcentage du méthane non converti) - la température de sortie des produits 'Ts',

- la pression 'P', - le rapport vapeur/carbone (V/C) 'Z', - le débit de la vapeur d'eau à l'entrée du tube porte catalyseur 'Mg' Les résultats de la simulation ont été validés en utilisant les données réelles obtenues auprès de l'unité de production d'ammoniac AOA d'Arzew Algérie. Summary of the thesis: The thesis is structured in four chapters with a general introduction, a general conclusion and bibliography, appendices. In the first chapter: presentation of the AOA complex such as the main facilities, area, location etc ... The following point will be discussed: Ammonia production, process as well as physical and chemical property.

The second chapter: Chemical reforming reactions, reforming equipment and the design of reforming furnaces. An analysis of the functioning of the different types of primary reforming catalysts already used at the AOA ammonia unit in Arzew (Algeria) since April 2012.

The third chapter: purpose of this calculation is operation that affects the performance and performance of the primary reforming of an ammonia facility. There are several parameters that affect the performance of primary reforming. Some are fixed and cannot vary, such as the compositions of the raw materials (natural gas, air, water vapor), while others can be modified such as the temperature of the reaction mixture, the outlet temperature of the products, the pressure, the vapor / carbon ratio (V / C), the amount of heat delivered to the reformer, the height of the catalytic tube, the nature of the catalyst, the material of the tube wall, etc. Before presenting the model and constructing the calculation flowchart, a literature search of the steam reforming of natural gas (methane) inside catalyst-filled tubes was carried out. Indeed several researchers have been interested in this field Wagner and Froment, Dunn et al. etc. In the fourth chapter the results of the simulation were discussed. The variation of the amount of hydrogen produced, the composition of the reformed gas (percentage of unconverted methane) - the outlet temperature of 'Ts' products, - the pressure 'P', - the steam / carbon ratio (V / C) 'Z', - the flow of water vapor at the inlet of the 'Mg' catalyst support tube The results of the simulation were validated using the actual data obtained from the AOA ammonia production unit of Arzew Algeria.